Silikon: özellikleri, özellikleri ve uygulamaları. Silikon: kullanımları, kimyasal ve fiziksel özellikleri Kimyasal periyodik tablo ve telaffuzları

Periyodik tablo nasıl kullanılır? Deneyimsiz bir kişi için periyodik tabloyu okumak, bir cücenin elflerin kadim rünlerine bakmasıyla aynıdır. Ve periyodik tablo size dünya hakkında çok şey anlatabilir.

Sınavda size iyi hizmet vermesinin yanı sıra, çok sayıda kimyasal ve fiziksel problemin çözümünde de yeri doldurulamaz. Ama nasıl okunmalı? Neyse ki bugün herkes bu sanatı öğrenebilir. Bu yazımızda periyodik tabloyu nasıl anlayacağınızı anlatacağız.

Kimyasal elementlerin periyodik tablosu (Mendeleev tablosu), elementlerin çeşitli özelliklerinin atom çekirdeğinin yüküne bağımlılığını belirleyen kimyasal elementlerin bir sınıflandırmasıdır.

Tablonun yaratılış tarihi

Birisi öyle düşünüyorsa, Dmitry Ivanovich Mendeleev basit bir kimyager değildi. Kimyager, fizikçi, jeolog, metrolog, ekolojist, ekonomist, petrol işçisi, havacı, alet yapımcısı ve öğretmendi. Bilim adamı hayatı boyunca çeşitli bilgi alanlarında birçok temel araştırma yapmayı başardı. Örneğin, votkanın ideal gücünü - 40 derece - hesaplayanın Mendeleev olduğuna inanılıyor.

Mendeleev'in votka hakkında ne hissettiğini bilmiyoruz, ancak "Alkolün suyla birleşimi üzerine söylem" konulu tezinin votka ile hiçbir ilgisi olmadığını ve 70 dereceden itibaren alkol konsantrasyonlarını dikkate aldığından eminiz. Bilim adamının tüm erdemleriyle birlikte, doğanın temel yasalarından biri olan kimyasal elementlerin periyodik yasasının keşfi ona en geniş şöhreti getirdi.

Bir bilim adamının rüyasında periyodik tabloyu gördüğüne dair bir efsane vardır, bundan sonra yapması gereken tek şey ortaya çıkan fikri düzeltmektir. Ama eğer her şey bu kadar basit olsaydı... Periyodik tablonun yaratılışının bu versiyonu görünüşe göre bir efsaneden başka bir şey değil. Masanın nasıl açıldığı sorulduğunda Dmitry Ivanovich'in kendisi cevap verdi: " Belki yirmi yıldır bunu düşünüyorum ama sen şöyle düşünüyorsun: Orada oturuyordum ve aniden... her şey bitti.”

On dokuzuncu yüzyılın ortalarında, bilinen kimyasal elementleri (63 element biliniyordu) düzenleme girişimleri birkaç bilim adamı tarafından paralel olarak üstlenildi. Örneğin 1862'de Alexandre Emile Chancourtois elementleri bir sarmal boyunca yerleştirdi ve kimyasal özelliklerin döngüsel tekrarına dikkat çekti.

Kimyager ve müzisyen John Alexander Newlands, 1866'da periyodik tablonun kendi versiyonunu önerdi. İlginç bir gerçek şu ki, bilim adamı elementlerin düzeninde bir tür mistik müzik armonisi keşfetmeye çalıştı. Diğer girişimlerin yanı sıra Mendeleev'in başarı ile taçlandırılan girişimi de vardı.

1869 yılında ilk tablo diyagramı yayınlandı ve 1 Mart 1869, periyodik kanunun açıldığı gün olarak kabul ediliyor. Mendeleev'in keşfinin özü, artan atom kütlesine sahip elementlerin özelliklerinin monoton olarak değil periyodik olarak değişmesiydi.

Tablonun ilk versiyonu yalnızca 63 element içeriyordu ancak Mendeleev çok sayıda alışılmadık kararlar aldı. Bu nedenle tabloda henüz keşfedilmemiş elementlere yer bırakılması gerektiğini ve ayrıca bazı elementlerin atom kütlelerinin de değiştirileceğini tahmin etti. Mendeleev tarafından türetilen yasanın temel doğruluğu, bilim adamı tarafından varlığı tahmin edilen galyum, skandiyum ve germanyumun keşfinden çok kısa bir süre sonra doğrulandı.

Periyodik tablonun modern görünümü

Aşağıda tablonun kendisi bulunmaktadır

Günümüzde elementleri sıralamak için atom ağırlığı (atom kütlesi) yerine atom numarası (çekirdekteki proton sayısı) kavramı kullanılmaktadır. Tablo, artan atom numarasına (proton sayısı) göre soldan sağa doğru düzenlenmiş 120 element içerir.

Tablo sütunları sözde grupları temsil eder ve satırlar dönemleri temsil eder. Tabloda 18 grup ve 8 periyot bulunmaktadır.

1. Elementlerin metalik özellikleri bir periyotta soldan sağa doğru gidildikçe azalır, ters yönde ise artar.
2. Periyot boyunca soldan sağa doğru gidildikçe atomların boyutları azalır.
3. Grupta yukarıdan aşağıya doğru ilerledikçe indirgeyici metal özellikleri artar.
4. Oksitleyici ve metalik olmayan özellikler, bir süre boyunca soldan sağa doğru ilerledikçe artar.

Tablodan bir element hakkında ne öğreniriz? Örneğin, tablodaki üçüncü element olan lityum'u ele alalım ve onu ayrıntılı olarak ele alalım.

Öncelikle element sembolünün kendisini ve onun altında adını görüyoruz. Sol üst köşede elementin atom numarası bulunur ve elementin tabloda düzenlendiği sıraya göre. Daha önce de belirtildiği gibi atom numarası çekirdekteki proton sayısına eşittir. Pozitif protonların sayısı genellikle bir atomdaki (izotoplar hariç) negatif elektronların sayısına eşittir.

Atom kütlesi atom numarasının altında belirtilmiştir (tablonun bu versiyonunda). Atom kütlesini en yakın tam sayıya yuvarlarsak kütle numarası denilen şeyi elde ederiz. Kütle numarası ile atom numarası arasındaki fark çekirdekteki nötron sayısını verir. Böylece helyum çekirdeğindeki nötron sayısı iki, lityumda ise dörttür.

“Yeni Başlayanlar İçin Periyodik Tablo” kursumuz sona erdi. Sonuç olarak sizi tematik bir video izlemeye davet ediyoruz ve Mendeleev'in periyodik tablosunun nasıl kullanılacağı sorusunun sizin için daha net hale geldiğini umuyoruz. Yeni bir konuyu tek başına değil, deneyimli bir mentorun yardımıyla çalışmanın her zaman daha etkili olduğunu hatırlatırız. Bu yüzden kimin bilgi ve tecrübesini sizinle memnuniyetle paylaşacağını asla unutmamalısınız.

Doğada en yaygın elementlerden biri silisyum veya silikondur. Bu kadar geniş bir dağılım, bu maddenin önemini ve önemini göstermektedir. Bu, silikonun amaçlarına uygun şekilde nasıl kullanılacağını öğrenen insanlar tarafından hızla anlaşıldı ve öğrenildi. Kullanımı, daha sonra tartışacağımız özel özelliklere dayanmaktadır.

Silikon - kimyasal element

Belirli bir elementi periyodik tablodaki konumuna göre karakterize edersek aşağıdaki önemli noktaları tespit edebiliriz:

1. Seri numarası - 14.
2. Dönem üçüncü küçük dönemdir.
3. Grup - IV.
4. Alt grup ana gruptur.
5. Dış elektron kabuğunun yapısı 3s 2 3p 2 formülüyle ifade edilir.
6. Silisyum elementi, "silisyum" olarak telaffuz edilen kimyasal sembol Si ile temsil edilir.
7. Sergilediği oksidasyon durumları şunlardır: -4; +2; +4.
8. Atomun değerliği IV'tür.
9. Silisyumun atom kütlesi 28.086'dır.
10. Doğada bu elementin kütle numaraları 28, 29 ve 30 olan üç kararlı izotopu vardır.

Dolayısıyla kimyasal açıdan bakıldığında silikon atomu üzerinde oldukça çalışılmış bir elementtir; onun birçok farklı özelliği tanımlanmıştır.

Keşif tarihi

Söz konusu elementin çeşitli bileşikleri çok popüler olduğundan ve doğada bol miktarda bulunduğundan, eski çağlardan beri insanlar bunların çoğunu kullanmış ve özelliklerini bilmişlerdir. Saf silikon uzun süre kimya alanında insan bilgisinin ötesinde kaldı.

Eski kültürlerin (Mısırlılar, Romalılar, Çinliler, Ruslar, Persler ve diğerleri) halkları tarafından günlük yaşamda ve endüstride kullanılan en popüler bileşikler, silikon oksit bazlı değerli ve süs taşlarıydı. Bunlar şunları içerir:

• opal;
• yapay elmas;
• topaz;
• krisopraz;
• oniks;
• kalsedon ve diğerleri.

Ayrıca eski çağlardan beri kuvarsın inşaatlarda kullanılması da gelenekseldir. Bununla birlikte, elementel silikonun kendisi 19. yüzyıla kadar keşfedilmeden kaldı, ancak birçok bilim adamı katalizörler, yüksek sıcaklıklar ve hatta elektrik akımı kullanarak onu çeşitli bileşiklerden izole etmeye boşuna çalıştı. Bunlar o kadar parlak beyinler ki:

• Karl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Thenar;
• Humphry Davy;
• Antoine Lavoisier.

Jens Jacobs Berzelius, 1823 yılında silikonu saf haliyle elde etmeyi başardı. Bunu yapmak için silikon florür ve potasyum metal buharlarının kaynaştırılması üzerine bir deney yaptı. Sonuç olarak, söz konusu elementin amorf bir modifikasyonunu elde ettim. Aynı bilim adamları, keşfedilen atom için Latince bir isim önerdiler.

Kısa bir süre sonra, 1855'te başka bir bilim adamı - Sainte-Clair-Deville - başka bir allotropik çeşidi - kristalin silikonu sentezlemeyi başardı. O zamandan beri bu element ve özellikleri hakkındaki bilgiler hızla genişlemeye başladı. İnsanlar onun kendi ihtiyaçlarını karşılamak için çok akıllıca kullanılabilecek benzersiz özelliklere sahip olduğunu fark etti. Bu nedenle günümüzde elektronik ve teknolojideki en popüler unsurlardan biri silikondur. Kullanımı her yıl sınırlarını genişletiyor.

Atomun Rusça adı 1831'de bilim adamı Hess tarafından verildi. Bu güne kadar gelen de budur.

Doğadaki bolluk açısından silikon oksijenden sonra ikinci sırada yer almaktadır. Yer kabuğundaki diğer atomlara göre yüzdesi %29,5'tir. Ayrıca karbon ve silikon birbirine bağlanarak zincir oluşturabilen iki özel elementtir. Litosferde, hidrosferde ve biyokütlede bulunan ikincisi için 400'den fazla farklı doğal mineralin bilinmesinin nedeni budur.

Silikon tam olarak nerede bulunur?

1. Derin toprak katmanlarında.
2. Kayalarda, birikintilerde ve masiflerde.
3. Su kütlelerinin, özellikle denizlerin ve okyanusların dibinde.
4. Hayvanlar aleminin bitkilerde ve deniz yaşamında.
5. İnsan vücudunda ve karasal hayvanlarda.

Büyük miktarlarda silikon içeren en yaygın minerallerden ve kayalardan birkaçını tanımlayabiliriz. Kimyaları öyledir ki, içlerindeki saf elementin kütle içeriği %75'e ulaşır. Ancak spesifik rakam malzemenin türüne bağlıdır. Yani silikon içeren kayalar ve mineraller:

• feldispatlar;
• mika;
• amfiboller;
• opallar;
• kalsedon;
• silikatlar;
• kumtaşları;
• alüminosilikatlar;
• kil ve diğerleri.

Deniz hayvanlarının kabuklarında ve dış iskeletlerinde biriken silikon, sonunda su kütlelerinin dibinde güçlü silika birikintileri oluşturur. Bu, bu elementin doğal kaynaklarından biridir.

Ek olarak, silikonun saf doğal formunda - kristaller şeklinde - bulunabileceği bulunmuştur. Ancak bu tür mevduatlar çok nadirdir.

Silisyumun fiziksel özellikleri

Söz konusu elementi bir dizi fiziksel ve kimyasal özelliğe göre karakterize edersek, öncelikle fiziksel parametreleri belirlemek gerekir. İşte birkaç ana tanesi:

1. Tüm özelliklerde farklılık gösteren amorf ve kristal olmak üzere iki allotropik modifikasyon formunda mevcuttur.
2. Kristal kafes elmasınkine çok benzer çünkü karbon ve silikon bu bakımdan pratik olarak aynıdır. Ancak atomlar arasındaki mesafe farklıdır (silikon daha büyüktür), dolayısıyla elmas çok daha sert ve güçlüdür. Kafes tipi - kübik yüz merkezli.
3. Bu madde çok kırılgandır ve yüksek sıcaklıklarda plastikleşir.
4. Erime noktası 1415˚C'dir.
5. Kaynama noktası - 3250˚С.
6. Maddenin yoğunluğu 2,33 g/cm3'tür.
7. Bileşiğin rengi karakteristik metalik parlaklığa sahip gümüş grisidir.
8. Bazı ajanların eklenmesiyle değişebilen iyi yarı iletken özelliklere sahiptir.
9. Suda, organik çözücülerde ve asitlerde çözünmez.
10. Özellikle alkalilerde çözünür.

Silikonun belirlenen fiziksel özellikleri, insanların onu manipüle etmesine ve çeşitli ürünler yaratmak için kullanmasına olanak tanır. Örneğin saf silikonun elektronikte kullanımı yarı iletkenlik özelliklerine dayanmaktadır.

Kimyasal özellikler

Silikonun kimyasal özellikleri reaksiyon koşullarına oldukça bağlıdır. Standart parametrelerden bahsedersek çok düşük aktiviteyi belirtmemiz gerekir. Hem kristal hem de amorf silikon çok inerttir. Güçlü oksitleyici maddelerle (flor hariç) veya güçlü indirgeyici maddelerle etkileşime girmezler.

Bunun nedeni, maddenin yüzeyinde anında bir Si02 oksit filminin oluşması ve bu da daha fazla etkileşimi önlemesidir. Su, hava ve buharın etkisi altında oluşturulabilir.

Standart koşulları değiştirirseniz ve silikonu 400˚C'nin üzerindeki bir sıcaklığa ısıtırsanız kimyasal aktivitesi büyük ölçüde artacaktır. Bu durumda şu şekilde tepki verecektir:

• oksijen;
• her türlü halojen;
• hidrojen.

Sıcaklığın daha da artmasıyla bor, nitrojen ve karbon ile etkileşime girerek ürünlerin oluşması mümkündür. Carborundum - SiC - iyi bir aşındırıcı malzeme olduğundan özellikle önemlidir.

Ayrıca metallerle reaksiyonlarda silikonun kimyasal özellikleri açıkça görülmektedir. Bunlarla ilgili olarak oksitleyici bir maddedir, bu nedenle ürünlere silisitler denir. Benzer bileşikler aşağıdakiler için bilinmektedir:

• alkalin;
• Alkalin toprak;
• geçiş metalleri.

Demir ve silikonun kaynaştırılmasıyla elde edilen bileşik olağandışı özelliklere sahiptir. Ferrosilikon seramikler olarak adlandırılmakta ve endüstride başarıyla kullanılmaktadır.

Silikon karmaşık maddelerle etkileşime girmez, bu nedenle tüm çeşitleri arasında yalnızca aşağıdakilerde çözünebilir:

• kral suyu (nitrik ve hidroklorik asitlerin bir karışımı);
• kostik alkaliler.

Bu durumda çözeltinin sıcaklığı en az 60˚C olmalıdır. Bütün bunlar bir kez daha maddenin fiziksel temelini doğruluyor - ona güç ve hareketsizlik veren elmas benzeri stabil bir kristal kafes.

Elde etme yöntemleri

Silisyumun saf haliyle elde edilmesi ekonomik açıdan oldukça maliyetli bir işlemdir. Ek olarak, özellikleri nedeniyle herhangi bir yöntem yalnızca% 90-99 oranında saf bir ürün verirken, metal ve karbon formundaki safsızlıklar aynı kalır. Bu nedenle sadece maddeyi elde etmek yeterli değildir. Ayrıca yabancı unsurlardan da iyice temizlenmelidir.

Genel olarak silikon üretimi iki ana yolla gerçekleştirilir:

1. Saf silikon oksit SiO2 olan beyaz kumdan. Aktif metallerle (çoğunlukla magnezyum) kalsine edildiğinde, amorf bir modifikasyon şeklinde serbest bir element oluşur. Bu yöntemin saflığı yüksektir, yüzde 99,9 verimle ürün elde edilir.
2. Endüstriyel ölçekte daha yaygın bir yöntem, erimiş kumun özel termal fırınlarda kok ile sinterlenmesidir. Bu yöntem Rus bilim adamı N. N. Beketov tarafından geliştirildi.

Daha ileri işlemler, ürünlerin saflaştırma yöntemlerine tabi tutulmasını içerir. Bu amaçla asitler veya halojenler (klor, flor) kullanılır.

Amorf silikon

Allotropik modifikasyonlarının her biri ayrı ayrı dikkate alınmazsa silikonun karakterizasyonu eksik kalacaktır. Bunlardan ilki amorftur. Bu durumda, ele aldığımız madde ince bir şekilde dağılmış kahverengimsi kahverengi bir tozdur. Yüksek derecede higroskopisiteye sahiptir ve ısıtıldığında oldukça yüksek kimyasal aktivite sergiler. Standart koşullar altında, yalnızca en güçlü oksitleyici ajan olan flor ile etkileşime girebilir.

Amorf silikonun bir tür kristal silikon olarak adlandırılması tamamen doğru değildir. Kafesi, bu maddenin kristal formunda bulunan, ince bir şekilde dağılmış silikonun yalnızca bir formu olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla bu modifikasyonlar tek ve aynı bileşiktir.

Ancak özellikleri farklıdır, bu nedenle allotropi hakkında konuşmak gelenekseldir. Amorf silikonun kendisi yüksek ışık emme kapasitesine sahiptir. Ek olarak, belirli koşullar altında bu gösterge kristal formunkinden birkaç kat daha yüksektir. Bu nedenle teknik amaçlarla kullanılır. Bu formda (toz) bileşik, ister plastik ister cam olsun, herhangi bir yüzeye kolaylıkla uygulanır. Amorf silikonun kullanımının bu kadar uygun olmasının nedeni budur. Farklı boyutlara dayalı uygulama.

Her ne kadar bu tip piller, ince bir madde filminin aşınmasıyla ilişkili olarak oldukça çabuk yıpransa da, kullanımları ve talepleri sadece artıyor. Sonuçta, amorf silikon bazlı güneş pilleri kısa hizmet ömründe bile tüm işletmelere enerji sağlayabilir. Ayrıca böyle bir maddenin üretimi atıksız olduğundan oldukça ekonomiktir.

Bu modifikasyon, bileşiklerin, örneğin sodyum veya magnezyum gibi aktif metallerle indirgenmesiyle elde edilir.

Kristalin silikon

Söz konusu elementin gümüş-gri parlak modifikasyonu. Bu form en yaygın ve en çok talep görendir. Bu, bu maddenin sahip olduğu bir dizi niteliksel özellik ile açıklanmaktadır.

Kristal kafesli silikonun özellikleri, türlerinin sınıflandırılmasını içerir, çünkü bunlardan birkaçı vardır:

1. Elektronik kalite – en saf ve en yüksek kalite. Bu tip elektronikte özellikle hassas cihazlar oluşturmak için kullanılır.
2. Güneşli kalite. İsmin kendisi kullanım alanını belirler. Aynı zamanda, yüksek kaliteli ve uzun ömürlü güneş pilleri oluşturmak için kullanılması gerekli olan oldukça yüksek saflıkta silikondur. Kristal yapı temelinde oluşturulan fotoelektrik dönüştürücüler, çeşitli alt tabaka türleri üzerine püskürtme yoluyla amorf bir modifikasyon kullanılarak oluşturulanlardan daha kaliteli ve aşınmaya dayanıklıdır.
3. Teknik silikon. Bu çeşitlilik, saf elementin yaklaşık %98'ini içeren madde örneklerini içerir. Geri kalan her şey çeşitli türdeki yabancı maddelere gider:

• alüminyum;
• klor;
• karbon;
• fosfor ve diğerleri.

Söz konusu maddenin son türü silikonun polikristallerini elde etmek için kullanılır. Bu amaçla yeniden kristalleştirme işlemleri gerçekleştirilir. Sonuç olarak saflık açısından solar ve elektronik kalite olarak sınıflandırılabilecek ürünler elde edilir.

Polisilikon doğası gereği amorf ve kristal modifikasyonlar arasında bir ara üründür. Bu seçenekle çalışmak daha kolaydır, flor ve klor ile daha iyi işlenir ve temizlenir.

Ortaya çıkan ürünler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

• multisilikon;
• monokristalin;
• profilli kristaller;
• silikon hurdası;
• teknik silikon;
• parça ve madde artıkları şeklinde üretim atığı.

Her biri endüstride uygulama bulur ve tamamen insanlar tarafından kullanılır. Bu nedenle silikona dokunanlar atık sayılmaz. Bu, kaliteyi etkilemeden ekonomik maliyetini önemli ölçüde azaltır.

Saf silikon kullanma

Endüstriyel silikon üretimi oldukça köklü ve ölçeği oldukça büyüktür. Bunun nedeni hem saf hem de çeşitli bileşikler halindeki bu elementin bilim ve teknolojinin çeşitli dallarında yaygın olması ve talep görmesidir.

Saf haliyle kristal ve amorf silikon nerede kullanılır?

1. Metalurjide, metallerin ve alaşımlarının özelliklerini değiştirebilen bir alaşım katkı maddesi olarak. Bu nedenle çelik ve dökme demirin eritilmesinde kullanılır.
2. Daha saf bir versiyon olan polisilikon yapmak için farklı türde maddeler kullanılır.
3. Silikon bileşikleri, günümüzde özellikle popülerlik kazanan tam bir kimya endüstrisidir. Organosilikon malzemeleri tıpta, tabakların, aletlerin imalatında ve çok daha fazlasında kullanılmaktadır.
4. Çeşitli güneş panellerinin imalatı. Bu enerji elde etme yöntemi gelecekte en umut verici yöntemlerden biridir. Çevre dostu, ekonomik açıdan faydalı ve aşınmaya dayanıklı olması bu tür elektrik üretiminin başlıca avantajlarıdır.
5. Silikon çok uzun zamandır çakmak yapımında kullanılıyor. Antik çağlarda bile insanlar ateş yakarken kıvılcım çıkarmak için çakmaktaşı kullanıyorlardı. Bu prensip, çeşitli çakmak türlerinin üretiminin temelini oluşturur. Günümüzde çakmaktaşının belirli bir bileşime sahip bir alaşımla değiştirildiği, daha da hızlı sonuç veren (kıvılcım çıkarma) türleri vardır.
6. Elektronik ve güneş enerjisi.
7. Gaz lazer cihazlarında ayna imalatı.

Dolayısıyla saf silikon, önemli ve gerekli ürünler oluşturmak için kullanılmasına olanak tanıyan birçok avantajlı ve özel özelliğe sahiptir.

Silikon bileşiklerinin uygulanması

Basit maddenin yanı sıra çeşitli silikon bileşikleri de çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Silikat denilen bir endüstri var. Bu şaşırtıcı elementi içeren çeşitli maddelerin kullanımına dayanmaktadır. Bu bileşikler nelerdir ve onlardan neler üretilir?

1. Kuvars veya nehir kumu - SiO 2. Çimento ve cam gibi inşaat ve dekoratif malzemelerin yapımında kullanılır. Bu malzemelerin nerelerde kullanıldığını herkes biliyor. Silikon bileşiklerinin önemini doğrulayan bu bileşenler olmadan hiçbir inşaat tamamlanamaz.
2. Toprak, porselen, tuğla gibi malzemeleri ve bunlara dayalı ürünleri içeren silikat seramikler. Bu bileşenler tıpta, tabakların, dekoratif mücevherlerin, ev eşyalarının imalatında, inşaatta ve insan faaliyetinin diğer günlük alanlarında kullanılmaktadır.
3. - silikonlar, silika jelleri, silikon yağları.
4. Silikat tutkalı - kırtasiye malzemesi olarak, piroteknikte ve inşaatta kullanılır.

Fiyatı dünya pazarında değişen, ancak kilogram başına (kristal başına) 100 Rus rublesi sınırını yukarıdan aşağıya geçmeyen silikon, aranan ve değerli bir maddedir. Doğal olarak bu elementin bileşikleri de yaygın ve uygulanabilirdir.

Silikonun biyolojik rolü

Silikonun vücut açısından önemi açısından önemlidir. İçeriği ve dokulardaki dağılımı şu şekildedir:

• %0,002 - kas;
• %0,000017 - kemik;
• kan - 3,9 mg/l.

Her gün yaklaşık bir gram silikon yutulmalıdır, aksi takdirde hastalıklar gelişmeye başlayacaktır. Hiçbiri ölümcül derecede tehlikeli değildir, ancak uzun süreli silikon açlığı aşağıdakilere yol açar:

• saç kaybı;
• sivilce ve sivilcelerin görünümü;
• kemiklerin kırılganlığı ve kırılganlığı;
• kolay kılcal geçirgenlik;
• yorgunluk ve baş ağrısı;
• çok sayıda morluk ve morluğun ortaya çıkması.

Bitkiler için silikon, normal büyüme ve gelişme için gerekli olan önemli bir mikro elementtir. Hayvanlar üzerinde yapılan deneyler, günlük olarak yeterli miktarda silikon tüketen bireylerin daha iyi büyüdüğünü göstermiştir.

SİLİKON (Latin Silisyum), Si, periyodik sistemin kısa formunun (uzun formunun 14. grubu) IV. grubunun kimyasal bir elementi; atom numarası 14, atom kütlesi 28.0855. Doğal silikon üç kararlı izotoptan oluşur: 28 Si (%92,2297), 29 Si (%4,6832), 30 Si (%3,0872). Kütle numaraları 22-42 olan radyoizotoplar yapay olarak elde edilmiştir.

Tarihsel referans. Yeryüzünde yaygın olarak bulunan silikon bileşikleri, Taş Devri'nden bu yana insanoğlu tarafından kullanılmaktadır; örneğin antik çağlardan Demir Çağı'na kadar taş alet yapımında çakmaktaşı kullanılmıştır. Silikon bileşiklerinin işlenmesi - cam üretimi - MÖ 4. binyılda Eski Mısır'da başladı. Temel silikon, 1824-25'te J. Berzelius tarafından florür SiF4'ün potasyum metali ile indirgenmesiyle elde edildi. Yeni elemente "silikon" adı verildi (Latince silex - çakmaktaşından; 1834'te G. I. Hess tarafından tanıtılan Rusça "silikon" adı da "çakmaktaşı" kelimesinden geliyor).

Doğada yaygınlık. Yer kabuğundaki yaygınlık açısından silikon ikinci kimyasal elementtir (oksijenden sonra): litosferdeki silikon içeriği kütlece %29,5'tir. Doğada serbest halde bulunmaz. Silikon içeren en önemli mineraller, alüminosilikatlar ve doğal silikatların (doğal amfiboller, feldispatlar, mika vb.) yanı sıra silika mineralleridir (kuvars ve silikon dioksitin diğer polimorfik modifikasyonları).

Özellikler. Silikon atomunun dış elektron kabuğunun konfigürasyonu 3s 2 3p 2'dir. Bileşiklerde +4, nadiren +1, +2, +3, -4 oksidasyon durumu sergiler; Pauling elektronegatifliği 1,90'dır, iyonizasyon potansiyelleri Si 0 → Si + → Si 2+ → Si 3+ → Si 4+ sırasıyla 8,15, 16,34, 33,46 ve 45,13 eV'dir; atom yarıçapı 110 pm, Si 4+ iyonunun yarıçapı 40 pm (koordinasyon numarası 4), 54 pm (koordinasyon numarası 6).

Silikon, metalik parlaklığa sahip koyu gri, katı, kırılgan kristal bir maddedir. Kristal kafes yüz merkezli kübiktir; t Erime noktası 1414 °C, kaynama noktası 2900 °C, yoğunluk 2330 kg/m3 (25 °C'de). Isı kapasitesi 20,1 J/(mol∙K), termal iletkenlik 95,5 W/(m∙K), dielektrik sabiti 12; Mohs sertliği 7. Normal koşullar altında silikon kırılgan bir malzemedir; 800 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda gözle görülür plastik deformasyon gözlemlenir. Silikon, dalga boyu 1 mikrondan büyük olan kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır (2-10 mikron dalga boyunda kırılma indisi 3.45). Diyamanyetik (manyetik duyarlılık - 3,9∙10 -6). Silikon bir yarı iletkendir, bant aralığı 1,21 eV (0 K); spesifik elektrik direnci 2,3∙10 3 Ohm∙m (25 °C'de), elektron hareketliliği 0,135-0,145, delikler - 0,048-0,050 m2 / (V s). Silikonun elektriksel özellikleri yabancı maddelerin varlığına oldukça bağlıdır. P tipi iletkenliğe sahip tek silikon kristalleri elde etmek için, katkı katkı maddeleri B, Al, Ga, In (alıcı safsızlıkları) ve n tipi iletkenliğe sahip - P, As, Sb, Bi (verici safsızlıkları) kullanılır.

Silikon havada bir oksit filmi ile kaplanmıştır, bu nedenle düşük sıcaklıklarda kimyasal olarak inerttir; 400 °C'nin üzerine ısıtıldığında oksijen (oksit SiO ve dioksit SiO2 oluşur), halojenler (silikon halojenürler), nitrojen (silikon nitrür Si3 N4), karbon (silisyum karbür SiC) vb. ile etkileşime girer. hidrojen - silanlar - dolaylı olarak elde edilir. Silikon metallerle reaksiyona girerek silisitler oluşturur.

İnce silikon bir indirgeyici maddedir: ısıtıldığında su buharıyla reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve metal oksitleri serbest metallere indirger. Oksitleyici olmayan asitler, yüzeyinde asitte çözünmeyen bir oksit filmi oluşması nedeniyle silikonu pasifleştirir. Silikon, konsantre HNO3'ün HF ile karışımı içinde çözünür ve hidroflorosilisik asit oluşur: 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H20. Silikon (özellikle ince bir şekilde dağılmış), hidrojen açığa çıkarmak için alkalilerle reaksiyona girer, örneğin: Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2. Silikon çeşitli organosilikon bileşikleri oluşturur.

Biyolojik rol. Silikon bir mikro elementtir. İnsanın günlük silikon ihtiyacı 20-50 mg'dır (element, kemiklerin ve bağ dokularının uygun şekilde büyümesi için gereklidir). Silikon insan vücuduna yiyecekle ve ayrıca toz benzeri SiO2 formunda solunan havayla girer. Serbest SiO2 içeren tozun uzun süre solunması durumunda silikoz meydana gelir.

Fiş. Teknik saflıkta silikon (%95-98) SiO2'nin karbon veya metallerle indirgenmesiyle elde edilir. Yüksek saflıkta polikristalin silikon, SiCl4 veya SiHCl3'ün 1000-1100 ° C sıcaklıkta hidrojen ile indirgenmesi, Sil 4 veya SiH4'ün termal ayrışması; yüksek saflıkta monokristalin silikon - bölge eritme veya Czochralski yöntemiyle. Dünya silikon üretim hacmi yaklaşık 1600 bin ton/yıldır (2003).

Başvuru. Silikon, mikroelektronik ve yarı iletken cihazların ana malzemesidir; Kızılötesi radyasyona karşı şeffaf olan cam üretiminde kullanılır. Silikon, demir ve demir dışı metal alaşımlarının bir bileşenidir (düşük konsantrasyonlarda silikon, alaşımların korozyon direncini ve mekanik mukavemetini arttırır, döküm özelliklerini geliştirir; yüksek konsantrasyonlarda kırılganlığa neden olabilir); En önemlileri demir, bakır ve alüminyum silikon içeren alaşımlardır. Silikon, organosilikon bileşikleri ve silisitlerin üretiminde başlangıç ​​malzemesi olarak kullanılır.

Yandı: Baransky P.I., Klochkov V.P., Potykevich I.V. Yarı iletken elektronik. Malzemelerin özellikleri: Dizin. K., 1975; Drozdov A.A., Zlomanov V.P., Mazo G.N., Spiridonov F.M. İnorganik kimya. M., 2004.T.2; Shriver D., Atkins P. İnorganik kimya. M., 2004.T.1-2; Silikon ve alaşımları. Ekaterinburg, 2005.

Oksijenden sonra silikon yer kabuğunda en çok bulunan elementtir. 2 kararlı izotopu vardır: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Silikon doğada serbest halde bulunmaz.

En yaygın olanları: silisik asit tuzları ve silikon oksit (silis, kum, kuvars). Mineral tuzları, mika, talk, asbestin bir parçasıdırlar.

Silisyumun allotropisi.

sen silikon 2 allotropik modifikasyon vardır:

Kristalin (açık gri kristaller. Yapı, silikon atomunun 4 özdeş atoma kovalent olarak bağlandığı ve kendisinin de bulunduğu elmas kristal kafesine benzer. sp3 - hibridizasyon);

Amorf (kahverengi toz, kristalden daha aktif form).

Silikonun özellikleri.

Sıcaklıkta silikon havadaki oksijenle reaksiyona girer:

Si + Ö 2 = SiO 2 .

Yeterli oksijen yoksa (oksijen eksikliği), aşağıdaki reaksiyon meydana gelebilir:

2 Si + Ö 2 = 2 SiO,

Nerede SiO- reaksiyon sırasında da oluşabilen monoksit:

Si + SiO 2 = 2 SiO.

Normal koşullar altında silikon ile reaksiyona girebilir F 2 , ısıtıldığında - ile Cl 2 . Sıcaklığı daha da artırırsanız, o zaman Si ile etkileşime girebilecek N Ve S:

4Si + S8 = 4SiS2;

Si + 2F2 = SiF4.

Silikon karbonla reaksiyona girerek, karborundum:

Si + C = SiC.

Silikon, konsantre nitrik ve hidroflorik asitlerin bir karışımında çözünür:

3Si + 4HNO3 + 12HF = 3SiF4 + 4NO + 8H2O.

Silikon, alkalilerin sulu çözeltilerinde çözünür:

Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + H2.

Oksitlerle ısıtıldığında silikon orantısız hale gelir:

2 MgO + 3 Si = Mg 2 Si + 2 SiO.

Silikon, metallerle etkileşime girdiğinde oksitleyici bir madde görevi görür:

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Silikon uygulaması.

Silikon en yaygın olarak alüminyum, bakır ve magnezyuma dayanıklılık kazandıran alaşımların üretiminde ve çelik üretiminde ve yarı iletken teknolojisinde önemli olan ferrosilisitlerin üretiminde kullanılır. Silikon kristalleri güneş pillerinde ve yarı iletken cihazlarda (transistörler ve diyotlar) kullanılır.

Silikon ayrıca yağlar, yağlayıcılar, plastikler ve sentetik kauçuklar şeklinde elde edilen organosilikon bileşiklerinin veya siloksanların üretimi için hammadde görevi görür. İnorganik silikon bileşikleri seramik ve cam teknolojisinde yalıtım malzemesi ve piezokristal olarak kullanılmaktadır.

Doğada bulunan maddelerin benzersiz özelliklerinden dolayı birçok modern teknolojik cihaz ve aparat oluşturulmuştur. İnsanlık, etrafımızdaki unsurları deneyerek ve dikkatli bir şekilde inceleyerek, kendi icatlarını sürekli olarak modernize ediyor - bu sürece teknik ilerleme denir. Temel, herkesin erişebileceği, günlük yaşamda bizi çevreleyen şeylere dayanmaktadır. Örneğin kum: Bunda şaşırtıcı ve sıra dışı olan ne olabilir? Bilim insanları, bilgisayar teknolojisinin var olamayacağı kimyasal bir element olan silikonu ondan ayırmayı başardılar. Uygulamanın kapsamı çeşitlidir ve sürekli genişlemektedir. Bu, silikon atomunun benzersiz özellikleri, yapısı ve diğer basit maddelerle bileşik oluşturma olasılığı nedeniyle elde edilir.

karakteristik

D.I. Mendeleev tarafından geliştirilen versiyonda silikon, Si sembolüyle belirtilmiştir. Metal olmayanlara aittir, üçüncü periyodun dördüncü ana grubunda yer alır ve atom numarası 14'tür. Karbona yakınlığı tesadüfi değildir: birçok yönden özellikleri karşılaştırılabilir. Aktif bir element olması ve oksijenle oldukça güçlü bağları olması nedeniyle doğada saf haliyle bulunmaz. Ana madde bir oksit olan silika ve silikatlardır (kum). Üstelik silikon (doğal bileşikleri) Dünya'daki en yaygın kimyasal elementlerden biridir. İçeriğin kütle oranı açısından oksijenden sonra ikinci sırada yer alır (%28'den fazla). Yer kabuğunun üst tabakası dioksit formunda silikon (bu kuvars), çeşitli kil ve kum türleri içerir. İkinci en yaygın grup ise silikatlardır. Yüzeyden yaklaşık 35 km derinlikte, çakmaktaşı bileşiklerini içeren granit ve bazalt yatakları katmanları vardır. Dünyanın çekirdeğindeki içeriğin yüzdesi henüz hesaplanmadı, ancak mantonun yüzeye en yakın katmanları (900 km'ye kadar) silikatlar içeriyor. Deniz suyunun bileşiminde silikon konsantrasyonu 3 mg/l olup %40'ı bileşiklerinden oluşur. İnsanlığın bugüne kadar keşfettiği geniş alan bu kimyasal elementi büyük miktarlarda içermektedir. Örneğin araştırmacıların erişebileceği mesafeden Dünya'ya yaklaşan meteorların %20 oranında silikondan oluştuğu ortaya çıktı. Galaksimizde bu elemente dayalı yaşamın oluşma ihtimali vardır.

Araştırma süreci

Kimyasal element silikonunun keşfinin tarihi birkaç aşamadan oluşur. Mendeleev'in sistematize ettiği birçok madde yüzyıllardır insanlık tarafından kullanılmaktadır. Bu durumda elementler doğal hallerindeydi; kimyasal işleme tabi tutulmamış ve tüm özellikleri insanlar tarafından bilinmeyen bileşiklerde. Maddenin tüm özelliklerinin incelenmesi sürecinde kullanımı için yeni yönler ortaya çıktı. Bugün silikonun özellikleri tam olarak araştırılmamıştır - oldukça geniş ve çeşitli uygulama alanlarına sahip bu element, gelecek nesil bilim adamlarına yeni keşiflere yer bırakmaktadır. Modern teknolojiler bu süreci önemli ölçüde hızlandıracak. 19. yüzyılda birçok ünlü kimyager silikonu saf haliyle elde etmeye çalıştı. Bu ilk olarak 1811 yılında L. Tenard ve J. Gay-Lussac tarafından yapılmıştır ancak elementin keşfi, maddeyi izole etmenin yanı sıra onu tanımlamayı da başaran J. Berzelius'a aittir. 1823 yılında İsveçli bir kimyager silikonu elde etti, bunun için potasyum metali ve potasyum tuzunu kullandı. Reaksiyon yüksek sıcaklık formunda bir katalizör altında gerçekleşti. Ortaya çıkan basit gri-kahverengi madde amorf silikondu. Kristalin saf element 1855'te Sainte-Clair Deville tarafından elde edildi. İzolasyonun zorluğu doğrudan atomik bağların yüksek mukavemetiyle ilgilidir. Her iki durumda da kimyasal reaksiyon, safsızlıklardan arındırma sürecini hedeflerken, amorf ve kristal modeller farklı özelliklere sahiptir.

Kimyasal elementin silikon telaffuzu

Ortaya çıkan tozun ilk adı - kizel - Berzelius tarafından önerildi. Birleşik Krallık ve ABD'de silikona hâlâ silikon (Silikon) veya silikondan (Silikon) başka bir şey adı verilmemektedir. Terim Latince "çakmaktaşı" (veya "taş") kelimesinden gelir ve doğada yaygın olarak bulunması nedeniyle çoğu durumda "toprak" kavramıyla ilişkilendirilir. Bu kimyasal maddenin Rusça telaffuzu kaynağa bağlı olarak değişmektedir. Silika (Zakharov bu terimi 1810'da kullandı), sicilium (1824, Dvigubsky, Soloviev), silika (1825, Strakhov) olarak adlandırıldı ve yalnızca 1834'te Rus kimyager Alman İvanoviç Hess, bugün hala çoğu kaynakta kullanılan adı tanıttı. - silikon. İçinde Si sembolü ile gösterilir. Kimyasal element silikon nasıl okunur? İngilizce konuşulan ülkelerdeki birçok bilim adamı, adını “si” olarak telaffuz ediyor veya “silikon” kelimesini kullanıyor. Bilgisayar ekipmanlarının araştırma ve üretim alanı olan vadinin dünyaca ünlü ismi buradan gelmektedir. Rusça konuşan nüfus, elementi silikon olarak adlandırıyor (eski Yunanca "uçurum, dağ" kelimesinden geliyor).

Doğada oluşum: birikintiler

Dağ sistemlerinin tamamı, saf formunda bulunmayan silikon bileşiklerinden oluşur, çünkü bilinen tüm mineraller dioksit veya silikatlardır (alüminosilikatlar). Şaşırtıcı derecede güzel taşlar insanlar tarafından süs malzemesi olarak kullanılıyor - bunlar opaller, ametistler, çeşitli kuvars türleri, jasper, kalsedon, akik, kaya kristali, akik ve diğerleri. Yoğunluğunu, yapısını, rengini ve kullanım yönünü belirleyen çeşitli maddelerin silikona dahil edilmesi nedeniyle oluşmuştur. Tüm inorganik dünya, doğal ortamda metaller ve metal olmayanlarla (çinko, magnezyum, kalsiyum, manganez, titanyum vb.) Güçlü bağlar oluşturan bu kimyasal elementle ilişkilendirilebilir. Diğer maddelerle karşılaştırıldığında silikonun üretim ölçeğinde üretimi oldukça kolaydır: çoğu cevher ve mineral türünde bulunur. Bu nedenle aktif olarak geliştirilen yataklar, bölgesel madde birikimlerinden ziyade mevcut enerji kaynaklarına bağlıdır. Kuvarsit ve kuvars kumları dünyanın her ülkesinde bulunmaktadır. En büyük silikon üreticileri ve tedarikçileri şunlardır: Çin, Norveç, Fransa, ABD (Batı Virginia, Ohio, Alabama, New York), Avustralya, Güney Afrika, Kanada, Brezilya. Tüm üreticiler, üretilen ürünün türüne (teknik, yarı iletken, yüksek frekanslı silikon) bağlı olarak farklı yöntemler kullanır. Ek olarak zenginleştirilmiş veya tersine her türlü yabancı maddeden arındırılmış bir kimyasal element, daha fazla kullanımının bağlı olduğu bireysel özelliklere sahiptir. Bu aynı zamanda bu madde için de geçerlidir. Silikonun yapısı uygulama kapsamını belirler.

Kullanım geçmişi

Çoğu zaman, isimlerin benzerliğinden dolayı insanlar silikon ve çakmaktaşı karıştırırlar, ancak bu kavramlar aynı değildir. Açık olalım. Daha önce de belirtildiği gibi, silikon doğada saf haliyle oluşmaz, bu da bileşikleri (aynı silika) hakkında söylenemez. Düşündüğümüz maddenin dioksitinin oluşturduğu ana mineraller ve kayalar kum (nehir ve kuvars), kuvars ve kuvarsitler ve çakmaktaşıdır. İkincisini herkes duymuş olmalı çünkü insanlığın gelişimi tarihinde büyük önem taşıyor. Taş Devri'nde insanların yarattığı ilk aletler bu taşla ilişkilendirilir. Ana kayadan yontularak oluşan keskin kenarları eski ev kadınlarının işini büyük ölçüde kolaylaştırdı ve keskinleştirme olasılığı avcıların ve balıkçıların işini kolaylaştırdı. Flint, metal ürünlerin gücüne sahip değildi, ancak arızalı aletlerin yenileriyle değiştirilmesi kolaydı. Çakmaktaşı olarak kullanımı, alternatif kaynakların icat edilmesine kadar yüzyıllarca sürdü.

Modern gerçeklere gelince, silikonun özellikleri, maddenin binaları dekore etmek veya seramik sofra takımları oluşturmak için kullanılmasına izin verirken, güzel estetik görünümüne ek olarak birçok mükemmel işlevsel niteliğe sahiptir. Uygulamasının ayrı bir alanı, yaklaşık 3000 yıl önce camın icadıyla ilişkilidir. Bu olay, silikon içeren bileşiklerden aynalar, tabaklar ve mozaik vitray pencereler oluşturmayı mümkün kıldı. Başlangıç ​​maddesinin formülü, ürüne gerekli rengin verilmesini mümkün kılan ve camın mukavemetini etkileyen gerekli bileşenlerle desteklenmiştir. İnsanoğlu tarafından mineraller ve silikon içeren taşlardan inanılmaz güzellikte ve çeşitlilikte sanat eserleri yapılmıştır. Bu elementin iyileştirici özellikleri eski bilim adamları tarafından tanımlanmış ve insanlık tarihi boyunca kullanılmıştır. İçme suyu için kuyular, yiyecek depolamak için kilerler döşediler ve hem günlük yaşamda hem de tıpta kullanıldılar. Öğütülerek elde edilen toz yaralara uygulandı. Silikon içeren bileşiklerden yapılan tabaklara demlenen suya özellikle dikkat edildi. Kimyasal element, bileşimi ile etkileşime girdi ve bu, bir dizi patojenik bakteri ve mikroorganizmanın yok edilmesini mümkün kıldı. Ve bu, ele aldığımız maddenin çok çok talep gördüğü tüm endüstriler değil. Silikonun yapısı çok yönlülüğünü belirler.

Özellikler

Bir maddenin özelliklerine daha aşina olabilmek için onu tüm olası özellikleri dikkate alarak düşünmek gerekir. Kimyasal element silikonunun karakterizasyon planı, fiziksel özellikleri, elektriksel özellikleri, bileşiklerin incelenmesini, reaksiyonları ve geçiş koşullarını vb. içerir. Kristal formdaki silikon, metalik bir renk tonu ile koyu gri bir renge sahiptir. Yüz merkezli kübik kafes, karbon kafese (elmas) benzer, ancak daha uzun bağlardan dolayı o kadar güçlü değildir. 800 o C'ye ısıtıldığında plastik hale gelir, diğer durumlarda ise kırılgan kalır. Silikonun fiziksel özellikleri bu maddeyi gerçekten eşsiz kılmaktadır: kızılötesi radyasyona karşı şeffaftır. Erime noktası - 1410 0 C, kaynama noktası - 2600 0 C, normal koşullar altında yoğunluk - 2330 kg/m3. Isı iletkenliği sabit değildir, çeşitli numuneler için yaklaşık 25 0 C değerinde alınır. Silisyum atomunun özellikleri onun yarı iletken olarak kullanılmasına izin verir. Bu uygulama alanı modern dünyada en çok talep görmektedir. Elektrik iletkenliğinin değeri silikonun bileşiminden ve onunla kombinasyon halindeki elementlerden etkilenir. Bu nedenle, elektronik iletkenliği arttırmak için antimon, arsenik ve fosfor, delikli iletkenlik için ise alüminyum, galyum, bor ve indiyum kullanılır. İletken olarak silikonlu cihazlar oluştururken, cihazın çalışmasını etkileyen belirli bir maddeyle yüzey işlemi kullanılır.

Silikonun mükemmel bir iletken olarak özellikleri, modern enstrüman yapımında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanımı özellikle karmaşık ekipmanların (örneğin, modern bilgi işlem cihazları, bilgisayarlar) üretiminde geçerlidir.

Silikon: kimyasal bir elementin özellikleri

Çoğu durumda silikon dört değerliklidir ancak +2 değerine sahip olabileceği bağlar da vardır. Normal koşullar altında aktif değildir, güçlü bileşiklere sahiptir ve oda sıcaklığında yalnızca gaz halindeki agregat halindeki flor ile reaksiyona girebilir. Bu, çevredeki oksijen veya su ile etkileşime girdiğinde gözlemlenen yüzeyin bir dioksit filmi ile bloke edilmesinin etkisiyle açıklanmaktadır. Reaksiyonları teşvik etmek için bir katalizör kullanmak gerekir: sıcaklığın arttırılması silikon gibi bir madde için idealdir. Kimyasal element 400-500 0 C'de oksijenle etkileşime girer, bunun sonucunda dioksit filmi artar ve oksidasyon süreci meydana gelir. Sıcaklık 50 0 C'ye yükseldiğinde brom, klor ve iyot ile reaksiyon gözlenir ve bunun sonucunda uçucu tetrahalojenürler oluşur. Silikon, hidroflorik ve nitrik asitlerin karışımı dışında asitlerle etkileşime girmezken, ısıtılmış durumdaki herhangi bir alkali bir çözücüdür. Hidrojen silikon yalnızca silisitlerin ayrışmasıyla oluşur; hidrojenle reaksiyona girmez. Bor ve karbon içeren bileşikler en yüksek mukavemet ve kimyasal pasiflik ile karakterize edilir. Alkalilere ve asitlere karşı yüksek direnç, 1000 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşan nitrojen ile bir bağlantısı vardır. Silisitler metallerle reaksiyona girerek elde edilir ve bu durumda silikonun gösterdiği değer, ilave elemente bağlıdır. Bir geçiş metalinin katılımıyla oluşan maddenin formülü asitlere karşı dayanıklıdır. Silikon atomunun yapısı, özelliklerini ve diğer elementlerle etkileşime girme yeteneğini doğrudan etkiler. Doğada ve bir maddeye maruz kalma sırasında (laboratuvarda, endüstriyel koşullarda) bağ oluşumu süreci önemli ölçüde farklılık gösterir. Silikonun yapısı kimyasal aktivitesini gösterir.

Yapı

Silikonun kendine has özellikleri vardır. Nükleer yük +14'tür ve bu periyodik tablodaki seri numarasına karşılık gelir. Yüklü parçacıkların sayısı: protonlar - 14; elektronlar - 14; nötronlar - 14. Bir silikon atomunun yapı şeması aşağıdaki gibidir: Si +14) 2) 8) 4. Son (dış) seviyede, oksidasyon durumunu “+” veya “- ile belirleyen 4 elektron vardır. " imza. Silikon oksit, Si02 (değerlik 4+) formülüne sahiptir, uçucu hidrojen bileşiği SiH4'tür (değerlik -4). Silikon atomunun büyük hacmi, bazı bileşiklerin, örneğin flor ile birleştirildiğinde, 6 koordinasyon numarasına sahip olmasına izin verir. Molar kütle - 28, atom yarıçapı - 132 pm, elektron kabuğu konfigürasyonu: 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 2.

Başvuru

Yüzey veya tamamen katkılı silikon, yüksek hassasiyetli cihazlar da dahil olmak üzere birçok cihazın (örneğin güneş fotoselleri, transistörler, akım redresörleri vb.) oluşturulmasında yarı iletken olarak kullanılır. Ultra saf silikon, güneş pilleri (enerji) oluşturmak için kullanılır. Monokristal tip aynalar ve gaz lazerleri yapmak için kullanılır. Silikon bileşikleri cam, seramik fayans, tabak, porselen ve toprak eşya üretiminde kullanılır. Elde edilen mal türlerinin çeşitliliğini tanımlamak zordur; bunların sömürülmesi hane halkı düzeyinde, sanatta, bilimde ve üretimde gerçekleşir. Ortaya çıkan çimento, bina karışımları, tuğlalar ve kaplama malzemeleri oluşturmak için hammadde görevi görür. Yağların ve yağlayıcıların yayılması birçok mekanizmanın hareketli parçalarındaki sürtünme kuvvetini önemli ölçüde azaltabilir. Agresif ortamlara (asitler, sıcaklıklar) direnme konusundaki benzersiz özellikleri nedeniyle silisitler endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektriksel, nükleer ve kimyasal özellikleri karmaşık endüstrilerdeki uzmanlar tarafından dikkate alınır; silikon atomunun yapısı da önemli bir rol oynar.

Günümüzün en bilgi yoğun ve ileri uygulama alanlarını listeledik. En yaygın olanı, büyük miktarlarda üretilen teknik silikon, birçok alanda kullanılır:

1. Daha saf bir maddenin üretimi için hammadde olarak.
2. Metalurji endüstrisindeki alaşımların alaşımlanması için: silikonun varlığı refrakterliği arttırır, korozyon direncini ve mekanik mukavemeti arttırır (bu elementin fazlası varsa alaşım çok kırılgan olabilir).
3. Metaldeki fazla oksijeni uzaklaştırmak için deoksidize edici olarak.
4. Silanların (organik maddeler içeren silikon bileşikleri) üretimi için hammaddeler.
5. Silikon ve demir alaşımından hidrojen üretimi için.
6. Güneş panelleri imalatı.

Bu madde aynı zamanda insan vücudunun normal işleyişi için de büyük önem taşımaktadır. Bu durumda silikonun yapısı ve özellikleri belirleyicidir. Bu durumda fazlalığı veya eksikliği ciddi hastalıklara yol açar.

İnsan vücudunda

Tıp, silikonu uzun süredir bakteri yok edici ve antiseptik bir madde olarak kullanıyor. Ancak harici kullanımın tüm faydalarıyla birlikte bu unsurun insan vücudunda sürekli yenilenmesi gerekir. İçeriğinin normal seviyesi genel olarak yaşam aktivitesini iyileştirecektir. Eksikliği durumunda 70'ten fazla mikro element ve vitamin vücut tarafından emilmeyecek ve bu da bir dizi hastalığa karşı direnci önemli ölçüde azaltacaktır. En yüksek silikon yüzdesi kemiklerde, deride ve tendonlarda görülür. Gücü koruyan ve esneklik veren bir yapı elemanının rolünü oynar. Tüm iskelet sert dokuları bağlantıları nedeniyle oluşur. Son araştırmalar böbreklerde, pankreasta ve bağ dokularında silikon içeriğini ortaya çıkardı. Bu organların vücudun işleyişindeki rolü oldukça büyüktür, dolayısıyla içeriğindeki azalma birçok temel yaşam desteği göstergesi üzerinde zararlı etki yaratacaktır. Vücut yiyecek ve su ile günde 1 gram silikon almalıdır - bu, cildin iltihaplanma süreçleri, kemiklerin yumuşaması, karaciğerde taş oluşumu, böbrekler, görme bozukluğu, saç durumu gibi olası hastalıkların önlenmesine yardımcı olacaktır. ve tırnaklar, ateroskleroz. Bu elementin yeterli düzeyde olmasıyla bağışıklık artar, metabolik süreçler normalleşir ve insan sağlığı için gerekli olan birçok elementin emilimi artar. En büyük silikon miktarı tahıllarda, turplarda ve karabuğdaydadır. Silikonlu su önemli faydalar sağlayacaktır. Kullanım miktarını ve sıklığını belirlemek için bir uzmana danışmak daha iyidir.